环境卫生工程 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (4): 1-12.doi: 10.19841/j.cnki.hjwsgc.2026.04.001
• 有机固废生物处理与高值化利用 • 下一篇
利用多源有机固废原位制备复合酶的真菌筛选及其强化污泥酶解和甲烷生产
高孟姗,陈佳新,延一鸣,马英群
- 1. 西安交通大学 化学工程与技术学院;2. 北方民族大学 化学与化学工程学院;3. 西安市一碳化合物生物转化技术重点实验室
Fungus Screening for In-situ Preparation of Compound Enzymes from Multi-source Organic Solid Wastes and Its Enhancement on Sludge Enzymatic Hydrolysis and Methane Production
Gao Mengshan, Chen Jiaxin, Yan Yiming, Ma Yingqun
- 1. School of Chemical Engineering and Technology, Xi’an Jiaotong University; 2. School of Chemistry and Chemical Engineering, North Minzu University; 3. Xi’an Key Laboratory of C1 Compound Bioconversion Technology
摘要: 酶预处理可以促进污泥中有机组分降解进而增强其厌氧消化效能,但商业酶成本高昂及单一酶水解效率较低限制了其大规模推广应用。本研究从剩余污泥中分离筛选出一株可以利用多源有机固废快速制备复合酶的真菌溜曲霉FM2(Aspergillus tamarii FM2),通过优化产酶和水解条件强化了剩余污泥水解和厌氧消化效能,并解析了其作用机制。结果表明,豆渣为溜曲霉FM2的最佳固态发酵基质,且最佳产酶条件为温度30 ℃、发酵基质含水率90%、发酵时间3 d,所得含复合酶发酵基质中蛋白酶、淀粉酶和纤维素酶的活性分别可达89.8、89.0、17.2 U/g。预处理的最佳含复合酶基质载量为10%,此时剩余污泥中的溶解性化学需氧量和可溶性蛋白浓度较对照组分别提高了41.9%和23.3%。进一步对复合酶预处理促进剩余污泥水解的作用机制进行解析,发现复合酶预处理有效促进了剩余污泥有机质的溶解,且显著提高了预处理液体的生物可降解性,同时有效破坏了剩余污泥的表面结构,预处理固体主要组分的动态降解顺序由结构性碳水化合物优先转变至蛋白质酰胺类物质优先,蛋白质氮的相对含量由71%降至63%。经复合酶预处理后,剩余污泥厌氧消化的甲烷累积产量达到209.0 mL/g,较未预处理污泥提高了84.0%。运行成本初步分析显示,相较于其他工艺,复合酶制备联合水解预处理强化污泥厌氧消化工艺在运行经济性上具备低成本、低能耗的特点,具有较高的推广应用潜力。
| [1] | 郑嘉毅, 阮兆康, 杜海珊, 吴耀光. 存量垃圾快速好氧稳定化恶臭污染物变化规律模拟试验研究[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(3): 17-23. |
| [2] | 吴 越, 吴 珣, 冯 至, 倪 政, 张辉宇, 曹展硕, 谷英东. 生活垃圾焚烧飞灰用作无机胶凝材料研究进展[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(3): 89-97. |
| [3] | 侯 健. 湿垃圾预处理有机固渣循环预水解技术的研究[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(2): 84-92. |
| [4] | 马 晴, 高孟姗, 吉星星, 延一鸣, 崔理慧, 马英群. 预处理技术强化秸秆生物转化进展、挑战与未来[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(1): 43-55. |
| [5] | 童 宁, 张永梅, 王子奇, 高 崭. 痕量金属元素在有机固体废物厌氧消化中的作用机制与投加策略[J]. 环境卫生工程, 2026, 34(1): 56-66. |
| [6] | 刘庄泉. 中小型餐厨垃圾协同处置设计与工程实践[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(5): 70-74. |
| [7] | 方凯乐, 周 强, 汪 军, 冯 至, 吴 珣. 生活垃圾焚烧炉渣在混凝土中资源化利用的研究进展[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(4): 38-45. |
| [8] | 张晓星, 王 伟, 张献华. 提油对家庭厨余垃圾厌氧资源化处理工程运营安全及经济性分析[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(3): 49-55. |
| [9] | 曹占强. 存量垃圾快速好氧稳定化装备研究及工程应用[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(3): 75-81. |
| [10] | 潘佳禹, 李 美, 李 杨. 颗粒活性炭电极耦联间歇供电强化城镇有机固废厌氧产甲烷[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(2): 42-49,54. |
| [11] | 元妙新, 葛恩燕, 占 升, 徐华锺, 陈 欢. 垃圾填埋场快速通风预处理的工艺设计及探索[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(2): 95-101. |
| [12] | 左 壮, 张琛玥, 喻 武, 闵加栋, 王元月. 不同来源污泥碟片陶瓷膜错流过滤效果研究[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(1): 32-39. |
| [13] | 吉星星, 延一鸣, 陈佳新, 费 强, 汪群慧, 马英群. 纸类废弃物生物处理技术现状、挑战与未来[J]. 环境卫生工程, 2025, 33(1): 57-66. |
| [14] | 次瀚林, 方 宁, 郭亚丽, 黄嘉良, 梅晓洁, 陈 芳, 李 静. 基于生命周期碳排放和经济成本分析的城市多源有机固废处理处置方式选择[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(6): 1-9. |
| [15] | 秦胜男. 湿垃圾浆液制备碳源预处理组合技术研究[J]. 环境卫生工程, 2024, 32(6): 57-63. |
|
津公网安备 12010302000952号